蝸桿習(xí)題與參考答案

.PAGE.習(xí)題與參考答案一、選擇題1★與齒輪傳動(dòng)相比較,不能作為蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。A.傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲小B.傳動(dòng)效率高C.可產(chǎn)生自鎖D.傳動(dòng)比大2阿基米德圓柱蝸桿與蝸輪傳動(dòng)的模數(shù),應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。A.法面B.端面C.中間平面3蝸桿直徑系數(shù)q＝。A.q=dl/mB.q=dlmC.q=a/dlD.q=a/m4在蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)其他條件相同時(shí),增加蝸桿直徑系數(shù)q,將使傳動(dòng)效率。A.提高B.減小C.不變D.增大也可能減小5★在蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)其他條件相同時(shí),增加蝸桿頭數(shù),則傳動(dòng)效率。A.提高B.降低C.不變D.提高,也可能降低6在蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)其他條件相同時(shí),增加蝸桿頭數(shù),則滑動(dòng)速度。A.增大B.減小C.不變D.增大也可能減小7在蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)其他條件相同時(shí),減少蝸桿頭數(shù),則。A.有利于蝸桿加工B.有利于提高蝸桿剛度C.有利于實(shí)現(xiàn)自鎖D.有利于提高傳動(dòng)效率8起吊重物用的手動(dòng)蝸桿傳動(dòng),宜采用的蝸桿。A.單頭、小導(dǎo)程角B.單頭、大導(dǎo)程角C.多頭、小導(dǎo)程角D.多頭、大導(dǎo)程角9★蝸桿直徑d1的標(biāo)準(zhǔn)化,是為了。A.有利于測(cè)量B.有利于蝸桿加工C.有利于實(shí)現(xiàn)自鎖D.有利于蝸輪滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化10蝸桿常用材料是。A.40CrB.GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LY1211★蝸輪常用材料是。A.40CrB．GCrl5C.ZCuSnl0P1D.LYl214蝸桿傳動(dòng)的當(dāng)量摩擦系數(shù)fv隨齒面相對(duì)滑動(dòng)速度的增大而。A.增大B.減小C.不變D.可能增大也可能減小15提高蝸桿傳動(dòng)效率的最有效的方法是。A.增大模數(shù)mB.增加蝸桿頭數(shù)C.增大直徑系數(shù)qD.減小直徑系數(shù)q16閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式是。A.蝸桿斷裂B.蝸輪輪齒折斷C.磨粒磨損D.膠合、疲勞點(diǎn)蝕17用計(jì)算蝸桿傳動(dòng)比是錯(cuò)誤的。A.i=ω1/ω2B.i=/C.i=D.i=18在蝸桿傳動(dòng)中,作用在蝸桿上的三個(gè)嚙合分力,通常以為最大。A.圓周力FtlB.徑向力Fr1C.軸向力F19★下列蝸桿分度圓直徑計(jì)算公式：〔ad1=mq；〔bd1=m；〔cd1=d2/i；〔dd1=m/〔itan；〔ed1=2a/〔i+1。其中有是錯(cuò)誤的。A.一個(gè)B.兩個(gè)C.三個(gè)D.四個(gè)20蝸桿傳動(dòng)中較為理想的材料組合是。A.鋼和鑄鐵B.鋼和青銅C.銅和鋁合金D.鋼和鋼二、填空題2l阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面上相當(dāng)于直齒條與齒輪的嚙合。22★在蝸桿傳動(dòng)中,蝸桿頭數(shù)越少,則傳動(dòng)效率越,自鎖性越,一般蝸桿頭數(shù)常取=。23在蝸桿傳動(dòng)中,已知作用在蝸桿上的軸向力Fal=1800N,圓周力Ft1=880N,若不考慮摩擦影響,則作用在蝸輪上的軸向力Fa2=,圓周力Ft2。24蝸桿傳動(dòng)的滑動(dòng)速度越大,所選潤(rùn)滑油的粘度值應(yīng)越。25在蝸桿傳動(dòng)中,產(chǎn)生自鎖的條件是。26蝸輪輪齒的失效形式有、、、。但因蝸桿傳動(dòng)在齒面間有較大的,所以更容易產(chǎn)生和失效。28在蝸桿傳動(dòng)中,蝸輪螺旋線的方向與蝸桿螺旋線的旋向應(yīng)該。29蝸桿傳動(dòng)中,蝸桿所受的圓周力Ft1的方向總是與,而徑向力Frl的方向總是。30★閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗,一般包括：、和三部分。31阿基米德蝸桿和蝸輪在中間平面相當(dāng)于與相嚙合。因此蝸桿的模數(shù)應(yīng)與蝸輪的模數(shù)相等。32在標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)中,當(dāng)蝸桿為主動(dòng)時(shí),若蝸桿頭數(shù)和模數(shù)m一定,而增大直徑系數(shù)q,則蝸桿剛度；若增大導(dǎo)程角,則傳動(dòng)效率。33蝸桿分度圓直徑=；蝸輪分度圓直徑=。34為了提高蝸桿傳動(dòng)的效率,應(yīng)選用頭蝸桿；為了滿足自鎖要求,應(yīng)選=。35蝸桿傳動(dòng)發(fā)熱計(jì)算的目的是防止,以防止齒面失效。發(fā)熱計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)是等于。36為了蝸桿傳動(dòng)能自鎖,應(yīng)選用頭蝸桿；為了提高蝸桿的剛度,應(yīng)采用的直徑系數(shù)q。角。38蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù),其分度圓直徑=；蝸輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)是模數(shù),其分度圓直徑=。43阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)的中間平面是指的平面。44由于蝸桿傳動(dòng)的兩齒面間產(chǎn)生較大的速度,因此在選擇蝸桿和蝸輪材料時(shí),應(yīng)使相匹配的材料具有良好的和性能。通常蝸桿材料選用或,蝸輪材料選用或,因而失效通常多發(fā)生在上。45蝸桿導(dǎo)程角的旋向和蝸輪螺旋線的力向應(yīng)。算。三、問答題47蝸桿傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？若熱平衡計(jì)算不合要求時(shí)怎么辦？48如何恰當(dāng)?shù)剡x擇蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比i12、蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù),并簡(jiǎn)述其理由。49試闡述蝸桿傳動(dòng)的直徑系數(shù)q為標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)際意義。50采用什么措施可以節(jié)約蝸輪所用的銅材？51蝸桿傳動(dòng)中,蝸桿所受的圓周力Ft1與蝸輪所受的圓周力Ft2是否相等？52蝸桿傳動(dòng)中,蝸桿所受的軸向力Fa1與蝸輪所受的軸向力Fa2是否相等？53蝸桿傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比有何特點(diǎn)？常用于什么場(chǎng)合？54采用變位蝸桿傳動(dòng)的目的是什么？變位蝸桿傳動(dòng)中哪些尺寸發(fā)生了變化？55影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些？為什么傳遞大功率時(shí)很少用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)？56對(duì)于蝸桿傳動(dòng),下面三式有無(wú)錯(cuò)誤？為什么？〔1；〔2；〔3；57蝸桿傳動(dòng)中為何常用蝸桿為主動(dòng)件？蝸輪能否作主動(dòng)件？為什么？58為什么要引入蝸桿直徑系數(shù)q？如何選用？它對(duì)蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度、剛度及尺寸有何影響？59影響蝸桿傳動(dòng)效率的主要因素有哪些？導(dǎo)程角γ的大小對(duì)效率有何影響？60蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是什么？自鎖條件是什么？61蝸桿減速器在什么條件下蝸桿應(yīng)下置？在什么條件下蝸桿應(yīng)上置？62選擇蝸桿的頭數(shù)和蝸輪的齒數(shù)應(yīng)考慮哪些因素？63蝸桿的強(qiáng)度計(jì)算與齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算有何異同？64為了提高蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速,而采用雙頭蝸桿代替原來的單頭蝸桿,問原來的蝸輪是否可以繼續(xù)使用？為什么？65蝸桿在進(jìn)行承載能力計(jì)算時(shí),為什么只考慮蝸輪？而蝸桿的強(qiáng)度如何考慮？在什么情況下需要進(jìn)行蝸桿的剛度計(jì)算？66在設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)減速器的過程中,發(fā)現(xiàn)已設(shè)計(jì)的蝸桿剛度不足,為了滿足剛度的要求,決定將直徑系數(shù)q從8增大至10,問這時(shí)對(duì)蝸桿傳動(dòng)的效率有何影響？67在蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí),蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)應(yīng)如何選擇？試分析說明之。四、分析計(jì)算題68★在題68圖中,標(biāo)出未注明的蝸桿<或蝸輪>的螺旋線旋向及蝸桿或蝸輪的轉(zhuǎn)向,并繪出蝸桿或蝸輪嚙合點(diǎn)作用力的方向<用三個(gè)分力表示>。題68圖69★題69圖所示為兩級(jí)蝸桿減速器,蝸輪4為右旋,逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)〔n4,要求作用在軸Ⅱ上的蝸桿3與蝸輪2的軸向力方向相反。試求：題69圖〔1蝸桿1的螺旋線方向與轉(zhuǎn)向；〔2畫出蝸輪2與蝸桿3所受三個(gè)分力的方向。70一單級(jí)普通圓柱蝸桿減速器,傳遞功率P=7.5kW,傳動(dòng)效率=0.82,散熱面積A=1.2m2,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)=8.15W/<m2·℃>,環(huán)境溫度=20℃。問該減速器能否連續(xù)工作？71已知一單級(jí)普通圓柱蝸桿傳動(dòng),蝸桿的轉(zhuǎn)速=1440r/min,傳動(dòng)比,m=10mm,q=8,蝸桿材料為45鋼,表面淬火50HRC,蝸輪材料為ZCuSn10P1,砂模鑄造,并查得N=107時(shí)蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力=200Mpa。若工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),載荷系數(shù)KA=1.05,每天工作8h,每年工作300天,工作壽命為10年。試求這蝸桿軸輸入的最大功率。提示：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為并已知：,導(dǎo)程角72題72圖所示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng),蝸桿主動(dòng),轉(zhuǎn)矩T1=25000N·mm,模數(shù)m=4mm,壓力角=20°,頭數(shù)=2,直徑系數(shù)q=10,蝸輪齒數(shù)=54,傳動(dòng)的嚙合效率。試確定：題72圖〔1蝸輪的轉(zhuǎn)向；〔2作用在蝸桿、蝸輪上的各力的大小及方向。73題73圖所示為由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的普通蝸桿傳動(dòng)。已知模數(shù)m=8mm,d1=80mm,=1,=40,蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩=1.61×106N·mm,n1=960r/min,蝸桿材料為45鋼,表面淬火50HRC,蝸輪材料為ZCuSn10P1,金屬模鑄造,傳動(dòng)潤(rùn)滑良好,每日雙班制工作,一對(duì)軸承的效率,攪油損耗的效率。試求：〔1在圖上標(biāo)出蝸桿的轉(zhuǎn)向、蝸輪輪齒的旋向及作用于蝸桿、蝸輪上諸力的方向；〔2計(jì)算諸力的大??；〔3計(jì)算該傳動(dòng)的嚙合效率及總效率；〔4該傳動(dòng)裝置5年功率損耗的費(fèi)用〔工業(yè)用電暫按每度0.5元計(jì)算?！蔡崾荆寒?dāng)量摩擦角。74一普通閉式蝸桿傳動(dòng),蝸桿主動(dòng),輸入轉(zhuǎn)矩=113000N·mm,蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1460r/min,m=5mm,q=10,。蝸桿材料為45鋼,表面淬火,HRC＞45,蝸輪材料用ZCuSn10P1,離心鑄造。已知、。試求：〔1嚙合效率和傳動(dòng)效率；〔2嚙合中各力的大??；〔3功率損耗。題73圖題75圖75題75圖所示為某手動(dòng)簡(jiǎn)單起重設(shè)備,按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿,提升重物G。試求：〔1蝸桿與蝸輪螺旋線方向；〔2在圖上標(biāo)出嚙合點(diǎn)所受諸力的方向；〔3若蝸桿自鎖,反轉(zhuǎn)手柄使重物下降,求蝸輪上作用力方向的變化。例解1.有一阿基米德蝸桿傳動(dòng),已知比i=18,蝸桿頭數(shù)Z1=2,直徑系數(shù)q=10,分度圓直徑d1=80mm。試求：1模數(shù)m、蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角、蝸輪齒數(shù)Z2及分度圓柱螺旋角β；2蝸輪的分度圓直徑d2和蝸桿傳動(dòng)中心距α。解答：1確定蝸桿傳動(dòng)基本參數(shù)m=d1/q=80/10=8mmZ2=iZ1=18×2=36β==2求d2和中心距α：d2=Z2m=36×2=α=m<q+Z2>/2=8×<10+36>/2=184=184mm2.分析與思考：蝸輪蝸桿傳動(dòng)正確嚙合條件如何？為什么將蝸桿分度圓直徑d1定為標(biāo)準(zhǔn)值？答：蝸輪蝸桿傳動(dòng)正確嚙合條件為：；；β=。將蝸桿分度圓直徑d1定為標(biāo)準(zhǔn)值的目的是：減少蝸輪滾刀的數(shù)目,便于刀具標(biāo)準(zhǔn)化。78.圖中蝸桿主動(dòng),試標(biāo)出未注明的蝸桿〔或蝸輪的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向,并在圖中繪出蝸桿、蝸輪嚙合點(diǎn)處作用力的方向〔用三個(gè)分力：圓周力Ft、徑向力Fr、軸向力F。表示。題解分析：根據(jù)蝸桿傳動(dòng)嚙合條件之一：和螺旋傳動(dòng)原理一出未注明的蝸桿〔或蝸輪的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向；再根據(jù)蝸桿〔主動(dòng)與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向確定方法,定出各力方向如題解圖所示。3分析與思考：〔1蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)如何確定？〔2蝸桿〔主動(dòng)與蝸輪嚙合點(diǎn)處各作用力的方向如何確定？答：〔1蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向：當(dāng)蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向和螺旋線方向已知時(shí),蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向可根據(jù)螺旋副的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來確定?！?各力方向確定：圓周力FtFt1〔蝸桿——蝸桿為主動(dòng)件受到的阻力,故與其轉(zhuǎn)向n1方向相反。Ft2〔蝸輪——蝸輪為從動(dòng)件受到的是推力故與其轉(zhuǎn)向n2方向相同。徑向力Fr——Fr1、Fr2分別沿蝸桿、蝸輪的半徑方向指向各自的輪心軸向力FαFα1〔蝸桿——根據(jù)蝸桿的螺旋線方向〔左旋或右旋及其轉(zhuǎn)向n1,用左〔或右手定則來確定,即手握蝸桿皿指n1方向彎曲,大姆指的指向則為Fα1的方向。Fα2〔蝸輪——Fα2與Ft1大小相等方向相反。4.圖示蝸桿傳動(dòng),蝸桿1主動(dòng),其轉(zhuǎn)向如圖示,螺旋線方向?yàn)橛倚Ｔ嚊Q定：1蝸輪2的螺旋線方向及轉(zhuǎn)向n2。2蝸桿、蝸輪受到的各力〔Ft、Fr、Fα題解分析：1蝸輪的螺旋線方向—右旋,蝸輪的轉(zhuǎn)向n2—見題解圖所示。2蝸桿受力Ft1、Fr1、Fα1及蝸累受力Ft2、Fr2、Fα2——見題解圖所示。5圖示為一標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng),蝸桿主動(dòng),螺旋線方向?yàn)樽笮?轉(zhuǎn)矩T1=2500N·mm,模數(shù)m=4mm,壓力角,蝸桿頭數(shù)Z1=2,蝸桿直徑系數(shù)q=10,蝸輪齒數(shù)Z2=54,傳動(dòng)效率=0.75。試確定：1蝸輪2的轉(zhuǎn)向及螺旋線方向；2作用在蝸桿、蝸輪上的各力的大小和方向〔在圖中標(biāo)出。解答：1蝸輪的轉(zhuǎn)向——蝸輪按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),蝸輪輪齒螺旋線方向——左旋2蝸桿、蝸輪上的各力大小6.分析與思考：蝸輪與蝸桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系如何？與斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)各力之間關(guān)系有何異同？答：蝸輪與蝸桿嚙合點(diǎn)處各力之間關(guān)系：；；不同之處斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：；蝸輪與蝸桿傳動(dòng)：；相同之處：7.圖示為由斜齒圓柱齒輪與蝸桿傳動(dòng)組成的兩級(jí)傳動(dòng),小齒輪1由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。已知：蝸輪螺旋線方向?yàn)橛倚?轉(zhuǎn)向mⅢ如圖示。要求：1確定Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向〔直接繪于圖上；2若要使齒輪2與蝸桿3所受軸向力Fa2、Fa2互相抵消一部分,確定齒輪1、2和蝸桿3的輪齒螺旋線方向；3蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為d3、d4,傳遞的扭矩為T3、T4〔N·mm,壓力角為α,求蝸桿嚙合點(diǎn)處所受各力Ft3、Fr3、Fa3的大小〔用公式表示,忽略齒面間的摩擦力；4在圖中用箭頭畫出Ⅱ軸上齒輪2和蝸桿3所受各力Ft、Fr、Fa的方向。解題分析：1Ⅰ、Ⅱ軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向nⅠ、nⅡ一見題圖解所示,2齒輪1、2和蝸桿3螺旋線方向：齒輪1——左旋；齒輪2——右旋；蝸桿3——右旋,3Ft3=2T3/d3N；Fr3=–Fr4=Ft4tanα=<2T4/d4>tanαN;Fa3=–Ft4=2T4/d4N;4Ⅱ軸上齒輪2與蝸桿3受力見題解圖所示。8.在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中,1為蝸桿,2為蝸輪,3和4為斜齒圓柱齒輪,5和6為直齒錐齒輪。若蝸桿主動(dòng),要求輸出齒輪6的回轉(zhuǎn)方向如圖所示。試決定：1若要使Ⅰ、Ⅱ軸上所受軸向力互相抵消一部分,蝸桿、蝸輪及斜齒輪3和4的螺旋線方向及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向〔在圖中標(biāo)示；2Ⅱ、Ⅲ軸上各輪嚙合點(diǎn)處受力方向〔Ft、Fr、Fa在圖中畫出。解題分析：1各軸螺旋線方向：蝸桿1——左旋；蝸輪2——左旋；斜齒輪3——左旋；斜齒輪4——右旋,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的回轉(zhuǎn)方向：Ⅰ軸nⅠ——逆時(shí)針；Ⅱ軸nⅡ——朝下↓；Ⅲ軸n↑、Ⅲ2Ⅱ、Ⅲ軸上各軸受力方向見題解圖所示。9已知一閉式單級(jí)普通蝸桿傳動(dòng),蝸桿的轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,傳動(dòng)i=24,Z1=2,m=10mm,q=8,蝸桿材料為45號(hào)鋼表面淬火,齒面硬度為50HRC,蝸輪材料為ZCuSn10P1,砂模鑄造。若工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),使用壽命為2400h。試求：蝸桿能夠傳遞的最大功率P1。〔要點(diǎn)提示：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)的承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度,故可σH≤σHP求解P1。即：首先根據(jù)求出；再由求T1；然后由求得P1解答：1求T2：式中：KA——因載荷平穩(wěn),取KA=1ZE——青銅蝸輪與鋼制蝸桿配對(duì)ZE=,——根據(jù)蝸輪材料為ZCuSn10P1砂模鑄造,由表查得=200MPa=1866360.6082求T1：tan=Z1/q=2/8=0.25=arctan0.25=14.036°由表查得3求P1：10.分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)的工作能力主要取決于蝸輪輪齒面接觸強(qiáng)度,而不取決于蝸桿？答：蝸輪相當(dāng)于斜齒輪,且蝸輪材料的機(jī)械強(qiáng)度比鋼制蝸桿強(qiáng)度低,故閉式蝸桿傳動(dòng)的主要失效形式為蝸輪齒面疲勞點(diǎn)蝕,其承載能力主要取決于蝸輪齒面接觸強(qiáng)度。11圖示為帶工運(yùn)輸機(jī)中單級(jí)蝸桿減速器。已知電動(dòng)機(jī)功率P=7.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,傳動(dòng)比i=15,載荷有輕微沖擊,單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),每天工作8小時(shí),每年工作300天,使用壽命為5年,設(shè)計(jì)該蝸桿傳動(dòng)。解答：1．選擇蝸桿蝸輪的材料蝸桿材料：45號(hào)鋼,表面淬火,齒面硬度為45~55HRC。蝸輪材料：因Vs估=〔0.02~0.03=〔0.02~0.03=4.9922~7.4883m/s>4m/s,故選鑄錫青銅ZCuSN10P1砂模鑄造。2．確定主要參數(shù)選擇蝸桿頭數(shù)Z1：因i=15,帶式運(yùn)輸機(jī)無(wú)自鎖要求,可選Z1=2蝸輪齒數(shù)Z2=iZ1=15×2=303．按齒接觸強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算1作用于蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2T1=9.55×106P1/n1=9.55×106×7.5/1440N·mm=4.974×104N·mm因Z2=2,初估估=0.8T1=T1i=4.974×104×15×0.8nN·mm=5.9688×105N·mm2>確定載荷系數(shù)KA：XX動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī),載荷有輕微沖擊,故取KA=1.253確定彈性影響系數(shù)ZE：青銅蝸輪與鋼制蝸桿相配,ZE=1604確定許用應(yīng)力：N2=基本許用接觸應(yīng)力=MPa,MPa5確定模數(shù)m和蝸桿直徑d1由表查得m=8mm,d1=140mm,q=17.5時(shí),其m2d1=8960mm3><m2d2>CD=7742.939mm3,但僅適用于Z1=1,故取m=10mm,d1=90mm,q=9,其m2d1=9000mm36計(jì)算中心距αα=4．傳動(dòng)效率及熱平衡計(jì)算1求蝸桿導(dǎo)程角：2滑動(dòng)速度Vs：=6.9514m/s3確定：由表查得=4計(jì)算：=0.8693~0.8785,取=0.875確定箱體散熱面積A：A=9×10-5α1.88=9×10-5×1951.88m6熱平衡計(jì)算：取環(huán)境溫度t0=20℃,散熱系數(shù)Kt=15W/〔m2·℃,達(dá)到熱平衡時(shí)的工作油溫：35.762+20=55.761℃<605．蝸桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作圖繪制〔略12.分析與思考：為什么閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算？如不滿足熱平衡條件,可采取哪些措施以降低其溫升？答：因?yàn)槲仐U傳動(dòng)在其嚙合平面間會(huì)產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng)速度,摩擦損失大,效率低,工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱。在閉式蝸桿傳動(dòng)中,若散熱不良,會(huì)因油溫不斷升高,使?jié)櫥Ф鴮?dǎo)致齒面膠合。所以,閉式蝸桿傳動(dòng)必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算,以保證其油溫穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi),即：要求達(dá)到熱平衡時(shí)的工作油溫t1≤06℃~702在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇,以增大散熱系數(shù)；3若上述還不能滿足熱平衡條件,可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷水管,或采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。13.分析與思考：在蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)中,若蝸桿為主動(dòng)件且其轉(zhuǎn)向已知時(shí),從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)向如何決定。答：從動(dòng)蝸輪的轉(zhuǎn)向主要取決于蝸桿的轉(zhuǎn)向和旋向。可用左、右手法則來確定,右旋用右手判定,左旋用左手判定。圖示蝸桿1為左旋蝸桿,用左手四指沿蝸桿轉(zhuǎn)向n1的方向彎曲,則拇指所指方向的相反方向就是蝸輪上嚙合點(diǎn)處的線速度方向,即蝸輪2以n2逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。同理,可確定蝸輪3的轉(zhuǎn)向n3：↑。14.一帶式運(yùn)輪機(jī)用阿基米德蝸桿傳動(dòng),已知傳遞功率P1=8.8kW,n1=960r/min,傳動(dòng)比i=18,蝸桿頭數(shù)z1=2,直徑系數(shù)q=8,蝸桿導(dǎo)程角,蝸輪端面模數(shù)m=10mm,蝸桿主動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)效率=0.88,蝸桿為左螺旋,轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖a所示?！?試在圖上標(biāo)出蝸輪的轉(zhuǎn)向及各力的指向?！?列式計(jì)算蝸桿與蝸輪各自所受到的圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Ft〔單位為N。解題要點(diǎn)：〔1蝸輪旋轉(zhuǎn)方向及各力指向如圖b所示?！?各分力大小的計(jì)算如下：1計(jì)算蝸桿與蝸輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩T1、T2。2計(jì)算蝸桿、蝸輪分度圓直徑d1、d23計(jì)算Ft、Fa、Fr15.一單頭蝸桿傳動(dòng),已知蝸輪的齒數(shù)z2=40,蝸桿的直徑系數(shù)q=10,蝸輪的分度圓直徑d2=200mm。試求：〔1模數(shù)m、軸向齒距pa1,蝸桿分度圓直徑d1,中心距α及傳動(dòng)i12。〔2若當(dāng)量摩擦系數(shù)fv=0.08,求蝸桿、蝸輪分別為主動(dòng)件時(shí)的效率及?！?若改用雙頭蝸桿,其、又為多少？〔4從效率與的計(jì)算中可得出什么結(jié)論？解題要點(diǎn)：〔1模數(shù)mm〔2齒距mm〔3蝸桿分度圓直徑mm〔4傳動(dòng)比〔5中心距α=mm〔6計(jì)算效率如下：1單頭蝸桿傳動(dòng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)蝸輪為主動(dòng)時(shí)2雙頭蝸桿傳動(dòng)蝸桿為主動(dòng)時(shí)蝸輪為主動(dòng)時(shí)〔7通過對(duì)不同頭數(shù)的蝸桿主動(dòng)或是蝸輪主動(dòng)時(shí)的效率計(jì)算,可知：1雙頭蝸桿的效率比單頭蝸桿高；2相同條件下蝸桿主動(dòng)的效率比蝸輪主動(dòng)時(shí)的效率高。16.圖示為雙級(jí)蝸桿傳動(dòng)。已知蝸桿1、3均為右旋,軸I為輸入軸,其回轉(zhuǎn)方向如圖示。試在圖上畫出：〔1各蝸桿和蝸輪的螺旋線方向；〔2軸Ⅱ和軸Ⅲ的回轉(zhuǎn)方向；〔3蝸輪2和蝸桿3所受的各力。解題要點(diǎn)：〔1因蝸桿和蝸輪的螺旋線方向相同,故蝸桿1、3的導(dǎo)程角及蝸輪2、4的螺旋角相同,且蝸桿與蝸輪的螺旋線均為右旋?！?軸Ⅱ的回轉(zhuǎn)方向即為蝸輪2的回轉(zhuǎn)方向n2；同理軸Ⅲ的回轉(zhuǎn)方向?yàn)閚4〔圖b。〔3蝸輪2和蝸桿3所受各力示于圖b。17.蝸桿傳動(dòng)具有哪些特點(diǎn)？它為什么要進(jìn)行熱平衡計(jì)算？熱平衡計(jì)算不合要求時(shí)怎么辦？解題要點(diǎn)：蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低和在一定條件下能自鎖待優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛的應(yīng)用。但蝸桿傳動(dòng)在嚙合平面間將產(chǎn)生很大的相對(duì)滑動(dòng),具有摩擦發(fā)熱大,效率低等缺點(diǎn)。正是由于存在上述的缺點(diǎn),故需要進(jìn)行熱平衡計(jì)算。當(dāng)熱平衡計(jì)算不合要求時(shí),可采取如下措施：〔1在箱體外壁增加散熱片,以增大散熱面積；2在蝸桿軸端設(shè)置風(fēng)扇,以增大散熱系數(shù)；〔3若上述辦法還不能滿足散熱要求,可在箱體油池中裝設(shè)蛇形冷卻管,或采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。18.已知一單級(jí)普通圓柱蝸桿傳動(dòng),蝸桿的轉(zhuǎn)速n1=1460r/min,i=26,z1=2,m=10mm,q=8,蝸桿材料為45鋼,表面淬火,硬度為56HRC；蝸輪材料為ZCuSn10P1,砂模鑄造,并查得N=107時(shí)蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力=200MPa。工作條件為單向運(yùn)轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn),載荷系數(shù)KA=1.05。每天工作8h,工作壽命為10年。試求蝸桿輸入的最大功率P1。提示：接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算式為并已知：彈性系數(shù)；導(dǎo)程角,當(dāng)量摩擦角解題要點(diǎn)：〔1由接觸疲勞強(qiáng)度式求T2：〔2確定上式中各計(jì)算參數(shù)：〔1460/26=56.15r/min=80mm應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N,并考慮單向傳動(dòng)：蝸輪的許用接觸應(yīng)力MPa〔3確定蝸桿軸輸入的最大功率：1782000N·mm蝸桿傳動(dòng)的總效率=0.863〔取中間值蝸桿軸輸入的最大轉(zhuǎn)矩N·mm蝸桿軸輸入的最大功率kW19.有一變位蝸桿傳動(dòng),已知模數(shù)m=6mm,傳動(dòng)比i=20,直徑系數(shù)q=0,蝸桿頭數(shù)z1=2,中心距〔變位后α′=150mm。試求其變位系數(shù)及該傳動(dòng)的幾何尺寸,并分析哪些尺寸不同于未變位蝸桿傳動(dòng)。解題要點(diǎn)：〔1求變位系數(shù)α=mm〔2求變位后的幾何尺寸變位后蝸桿的幾何尺寸保持不變,但在嚙合中蝸桿節(jié)圓不再與分度圓重合。該變位蝸桿傳動(dòng)的蝸桿節(jié)圓直徑為mm變位后,蝸輪頂圓直徑da2、齒根圓直徑df2分別為mmdf2=mm變位后,蝸輪分度圓直徑d2、節(jié)圓及b2寬度仍保持不變。20圖示蝸桿傳動(dòng)均以蝸桿為主動(dòng)件,試在圖上標(biāo)出蝸桿〔或蝸輪的轉(zhuǎn)向,蝸輪齒的螺旋線方向,蝸桿、蝸輪所受各分力的方向。解題要點(diǎn)：蝸桿〔或蝸輪的轉(zhuǎn)向、蝸輪齒的螺旋線方向,蝸桿、蝸輪所受各力的方向均標(biāo)于圖解中。21.在圖示傳動(dòng)系統(tǒng)中,件1、5為蝸桿,件2、6為蝸輪,件3、4為斜齒圓柱齒輪,件7、8為直齒錐齒輪。已知蝸桿1為主動(dòng),要求輸出齒輪8的回轉(zhuǎn)方向如圖示。試確定：〔1各軸的回轉(zhuǎn)方向〔畫在圖上〔2考慮軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上所受軸向力能抵消一部分,定出各輪的螺旋線方向〔畫在圖上〔3畫出各輪的軸向力的方向。解題要點(diǎn)：題中要求解答的〔1、〔2、〔3項(xiàng),均示于圖解中。五、蝸桿傳動(dòng)習(xí)題參考答案1、選擇題1B2C3A4B6A7C8A11C12B13B14B15B16D17D18A19D20B2、填空題21斜22低,好,=1、2、423880N、1800N24高2526齒面膠合、疲勞點(diǎn)蝕、磨損、齒根彎曲疲勞,相對(duì)滑動(dòng)速度,膠合、磨損27蝸輪、蝸桿28相同29與其旋轉(zhuǎn)方向相反,指向圓心30嚙合功率損耗、軸承摩擦功耗、攪油功耗31齒條與斜齒輪,軸向、端面32增大、提高33、34多、135溫升過高、膠合,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量等于散發(fā)的熱量,以保持熱平衡36單、較大37相同、導(dǎo)程角38軸向、mq；端面、39=mq=8×8mm=64mm；==8×37mm=296mm；a=0.5m〔q+=0.5×8×〔8+37mm=180mm；i==37/2=18.5；=arctan〔=arctan〔2/8=40湊傳動(dòng)比、湊中心距41保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性；防止蝸輪尺寸過大,造成相配蝸桿的跨距增大,降低蝸桿的彎曲剛度42；右旋43通過蝸桿軸線且垂直于蝸輪軸線的平面44相對(duì)滑動(dòng)；減摩、耐磨；碳素鋼或合金鋼,青銅或鑄鐵；蝸輪45相同46蝸輪；蝸輪3、問答題〔參考答案從略4、分析計(jì)算題68解題要點(diǎn)：題68的解答見題68圖解。69解題要點(diǎn)：題69的解答見題69圖解。70解題要點(diǎn)：蝸桿減速器在既定工作條件下的油溫℃=158℃因t＞70℃71解題要點(diǎn)：〔1由提示給出的接觸疲勞強(qiáng)度式求T2題68圖解題69圖解〔2確定上式中各計(jì)算參數(shù)：mm=80mm應(yīng)力循環(huán)次數(shù)則壽命系數(shù)蝸輪的許用接觸應(yīng)力